一种用于射频功率放大器的线性可调技术

摘要

随着当代无线通讯的发展，功率放大器已经成为无线通信系统的关键组成部分，其性能的好坏将影响整个通信系统的性能。效率和线性度是功率放大器的两个主要性能指标。如何在兼顾效率的前提下提高功放的线性度是近年来国内外的研究热点，在射频功率放大器的设计过程中这是非常重要的问题。
　　 本文设计了一种线性可调的具有双负反馈回路的预失真共集电极放大电路，并对其动态偏置点及双反馈回路进行了详细分析。通过计算机仿真验证了该预失真电路可产生增益扩展与正相位偏差。采用该预失真线性化电路作为输入级设计了一款功率放大器，并基于2μmInGaP/GaAsHBT半导体工艺成功流片。在3.5V的电源电压下，该功率放大器在1.3-2.0GHz的带宽范围内功率增益可达27dB。在1.71GHz时，ldB增益压缩点的输出功率为28.6dBm，最大功率附加效率为39％。
　　 设计的这款功率放大器输入端无需设计匹配网络，直接匹配于50欧姆阻抗，避免了由匹配误差造成的带宽和增益损失，同时也减小了芯片的面积，节省了成本。输出匹配网络在外部PCB板上设计。针对不同的应用，采用不同的窄带输出匹配网络，使其工作于所需的带宽，可以应用于不同的通讯机制。通过调整预失真级电路的外部可调偏置源，能够补偿工艺的偏差以及晶体管的老化对晶体管参数的影响，提高了功率放大器的性能指标。